تحقیق مواد دیرگداز

تحقیق مواد دیرگداز

تحقیق مواد دیرگداز

دانـلـود تـحقیـق رشته مهندسی مواد بـا عـنـوان، دیرگدازها

بخشی از متـنِ ایـن تـحقیـق :

دیرگدازها

مواد دیرگداز (Refractories Material)
مواد دیرگداز مواد دارای مقاومت حرارتی هستند که در دماهای بالا پایدار هستند و خواص فیزیکی و شیمیایی شان در این دماها حفظ می گردد.
مواد دیرگداز گران بها هستند و هرگونه خرابی در این مواد باعث افزایش زمان تولید،از بین رفتن ادوات و در برخی مواقع باعث از بین رفتن محصول می گردد. نوع دیرگداز مصرفی بر روی میزان مصرف انرژی و کیفیت محصول تأثیر می گذارد. بنابراین انتخاب نوع دیرگداز برای کاربردهای معین بسیار مهم می باشد. دیرگدازها همچنین برای فرآیند ایمن در تولید مواد ضروری است. نباید برای پرسنل خط تولید و کسانی که آنها را نصب می کنند،شرایط خطرناک ایجاد کنند. ضمناً دیرگدازها نباید در شرایط استفاده شدن و هم پس از اینکه به صورت زباله صنعتی در می آیند،موجب آلودگی زیست محیطی شوند.
در این مقاله نوع و خواص دیرگدازها را مورد بررسی قرار می دهیم.

دیرگداز
دیرگدازها مواد غیرآلی، غیر فلزی و مقاوم در برابر حرارت هستند که این مواد می توانند در مقابل عوامل ساینده و یا خورنده در دماهای بالا مقاومت کنند. این عوامل خورنده و یا ساینده می توانند در حالت جامد، مایع و یا گاز باشند. به خاطر وجود شرایط متنوع محیطی، انواع متنوعی از دیرگدازها با خواص متفاوت ساخته شده اند. دیرگدازها از مواد پخته شده، مواد شیمیایی و انواع چسب های کربنی(بایندرهای کربنی) تشکیل شده اند. این مواد دارای گستره شیمیایی متنوع هستند و دارای اشکال مختلفی نیز هستند. (ترکیب شیمیایی و اشکال استفاده از دیرگدازها بر اساس کاربردهای گوناگون آنها تعیین می شود)

ساختار فازی مواد دیرگداز
دیرگدازها از مواد ناهمگون ، چند ترکیبی و دارای تخلخلی هستند. در ساختار این مواد ، سنگ دانه های پایدار در برابر حرارت بوسیله ی فازهای چسبنده و افزودنی ها در کنار هم قرار گرفته اند.
مواد دیرگداز در دماهای پایین شبه تردند و هنگامی که دما بالا می رود از خود رفتار ویسکوز نشان می دهند. بخاطر تغییرات نقطه به نقطه در ریزساختار دیرگدازها و انعطاف پذیر نبودن آنها، استحکام در محل های مختلف دیرگداز متفاوت است. این مواد به خاطر خزش در دمای بالا یا تغییر شکل پلاستیکشان شاخص هستند. تردی و مدول الاستیک بالای این مواد باعث شده است تا در برابر تنش های حرارتی و شک ها حساس بوده و در تحت این شک ها بشکنند.

کاربرد دیرگداز ها
دیرگدازها ابتدا بوسیله صنعت متالوژی مورد استفاده قرار می گرفت. در این صنعت کوره های ذوب فلزات و خطوط نقل و انتقالات مذاب و سرباره بوسیله ی مواد نسوز پوشش داده می شد.همچنین جداره های دودکش ها و مجاری عبور گاز نیز بوسیله مواد دیرگداز پوشش دهی می شود. با توجه به کاربردها، دیرگدازها باید تأثیرات مخربی همچون مواد سایش، فشار، عوامل شیمیایی، شک حرارتی، ضربات فیزیکی، تجزیه های حرارتی، و... تحمل کند. این عوامل مخرب معمولاً در دمای بالا اتفاق می افتد.
از آنجایی که فرآیندهای متالوژی نیازمند دماهای عملیاتی بالاست، مواد دیرگداز مورد استفاده در این صنعت باید در دماهای بالا و پایین تر از دمای عملیاتی پایدار باشند. در جدول یک دمای ذوب برخی از عناصر که در متالوژی از آنها استفاده می شود، آورده شده است.

لازمه های دیرگدازی
لازمه های عمومی یک ماده ی دیرگداز را می توان به صورت زیر بیان کرد:
1. قابلیت تحمل در دماهای بالا
2. قابلیت تحمل در برابر تغیرات ناگهانی دما
3. قابلیت تحمل برخورد با فلزات مذاب، گازهای گرم و خوردگی سایشی(erosion) و...
4. قابلیت تحمل فشار در شرایط کارکرد
5. قابلیت تحمل در مقابل بارگذاری و نیروهای سایشی
6. ضریب انبساط حرارتی پایین
7. قابلیت نگهداری حرارت
8. نداشتن قابلیت ترشوندگی و جلوگیری از نفوذ مواد در تماس با آنها (مانند سرباره و مذاب فلزی)
دیرگدازها از چه موادی ساخته می شوند؟
مواد خامی که عمدتاً در تولید دیرگدازهای اساسی استفاده می شوند عبارتند از:
منیزیم کربنات (magnesites) ، دولومیت، کانی های کروم دار (chrome ore)، اسپینل و کربن
آجرهای دیرگداز اساسی مانند آجرهای منیزیا-کرومیتی و منیزیا- اسپنلی از کلینکر مصنوعی اکسید منیزیم (synthetic magnesia clinker) یا منیزیای طبیعی پخته شده به همراه سنگ معدن کروم دار و پیش واکنش دهنده اسپنیل و یا مواد پوشش دهنده ی آلومینیایی ساخته می شوند. اسپینل که یک ساختار مقاوم در برابر شک های حرارتی است. یا در آجر اولیه وجود دارد و یا در طی حرارت دیدن آجر در محیط کار تولید می شود ...